大視場低畸變微型攝像鏡頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種大視場低畸變微型攝像鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向依次設(shè)有光焦度為負的前組A、光闌C以及光焦度為正的后組B，所述前組A依次設(shè)有負月牙型透鏡A-1、平凹透鏡A-2以及雙凸透鏡A-3，其焦距fA=-6.31mm；所述后組B依次設(shè)有正月牙型透鏡B-1、由雙凸透鏡B-2和負月牙型透鏡B-3密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4，其焦距fB=3.55mm。該鏡頭結(jié)構(gòu)緊湊、體積小且重量輕，具有大視場、低畸變、高分辨率、寬光譜共焦等優(yōu)點，不僅能在白晝的光照環(huán)境下清晰成像，在夜間極低照度環(huán)境下通過紅外補光也能清晰成像，是室內(nèi)微型電視監(jiān)控攝像系統(tǒng)和車載監(jiān)控鏡頭的主流產(chǎn)品。
【專利說明】大視場低畸變微型攝像鏡頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種微型視頻攝像系統(tǒng)的攝像鏡頭裝置，特別是一種大視場低畸變微型攝像鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，各個領(lǐng)域?qū)Π踩氨O(jiān)控的要求越來越高，特別是交通領(lǐng)域，包括道路監(jiān)控領(lǐng)域和車載領(lǐng)域。小型電視監(jiān)控攝像機普遍應(yīng)用于車載領(lǐng)域，而且已經(jīng)有了 20~30年的歷史，與之配合的微型攝像鏡頭也很多。但是它們的各項性能指標都比較低，只能適用于幾十萬像素的小像面尺寸普通標清攝像機，而且通常只能應(yīng)用于白天光線充足的條件下，使用的光譜范圍窄，僅在480nm~700nm的白光光譜下使用；圖像畸變量大，圖像畸變與現(xiàn)實景象畫面差異大，真實性差，已經(jīng)不能滿足當下及未來安防行業(yè)和攝像行業(yè)的發(fā)展與需求。因此，市場急需高品質(zhì)的鏡頭來滿足其發(fā)展。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了滿足市場對微型攝像的高分辨率、低畸變的要求及適應(yīng)車載鏡頭的快速發(fā)展，提升微型視頻攝像系統(tǒng)的圖像畫質(zhì)，擴大微型攝像機系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是為 微型視頻攝像系統(tǒng)提供一種大視場低畸變微型攝像鏡頭。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:一種大視場低畸變微型攝像鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向依次設(shè)有光焦度為負的前組A、光闌C以及光焦度為正的后組B，所述前組A依次設(shè)有負月牙型透鏡A-1、平凹透鏡A-2以及雙凸透鏡A-3，其焦距f a=-6.31mm ;所述后組B依次設(shè)有正月牙型透鏡B-1、由雙凸透鏡B-2和負月牙型透鏡B-3密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4，其焦距f b=3.55mm。
[0005]進一步的，所述前組A和后組B之間的空氣間隔是0.652-0.662mm。
[0006]進一步的，所述前組A中的負月牙型透鏡A-1和平凹透鏡A-2之間的空氣間隔是
2.533-2.553mm，所述負月牙透鏡A-2和負月牙透鏡A-3之間的空氣間隔是0.95mm，所述平凹透鏡A-2和雙凸透鏡A-3之間的空氣間隔是1.57mm。
[0007]進一步的，所述后組B中的正月牙型透鏡B-1和膠合組之間的空氣間隔是0.1Omm,所述膠合組和雙凸透鏡B-4之間的空氣間隔是0.10mm。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:(1)該鏡頭采用正負光焦度分離的反遠距型結(jié)構(gòu)，光焦度為負的前組A的焦距fA=-6.31mm，光焦度為正的后組B的焦距fB=3.55mm，兩組元組合后使得鏡頭的后主角前移，鏡頭的后截距I’ ^ 2.5f，能夠最大限度地提供機械后焦，給后道的機械設(shè)計更大的自由空間。(2)該鏡頭的前組A的三片鏡片:負月牙型片透鏡、平凹透鏡和雙凸透鏡都可以選用高折射率的玻璃(例如H-FK61光學(xué)玻璃)，承擔(dān)了很大的光焦度，使得廣角的斜光線，經(jīng)過前組A后，快速“收斂”，與光軸的傾斜夾角減小，經(jīng)后組B折射后，主光線與光軸的夾角減小，進而使鏡頭實現(xiàn)了優(yōu)良的像差校正，且使像面的照度均勻。(3)該鏡頭具有大視場、低畸變、高分辨率、寬光譜共焦等優(yōu)點，特別是將大視場和低畸變這對矛盾體很好地進行協(xié)調(diào)，是室內(nèi)微型電視監(jiān)控攝像系統(tǒng)和車載監(jiān)控鏡頭的主流產(chǎn)品。
[0009]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型實施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。
[0011]圖2為本實用新型實施例的鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1-主鏡筒，2-前壓圈，3-BC隔圈，4-⑶隔圈，5_⑶間隔紙，6-DE隔圈，7-FG隔圈；A-前組，A-1-負月牙型透鏡，A-2-平凹透鏡，A-3-雙凸透鏡，B-后組，B-1-正月牙型透鏡，B-2-雙凸透鏡，B-3-負月牙型透鏡，B-4-雙凸透鏡，C-光闌，O-像面。
【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，一種大視場低畸變微型攝像鏡頭，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向依次設(shè)有光焦度為負的前組A、光闌C以及光焦度為正的后組B，所述前組A依次設(shè)有負月牙型透鏡A-1、平凹透鏡A-2以及雙凸透鏡A-3，其焦距f a=-6.31mm ;所述后組B依次設(shè)有正月牙型透鏡B-1、由雙凸透鏡B-2和負月牙型透鏡B-3密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4，其焦距f b=3.55mm。
[0014]在本實施例中，所述前組A和后組B之間的空氣間隔是0.652-0.662mm ;所述前組A中的負月牙型透鏡A-1和平凹透鏡A-2之間的空氣間隔是2.533-2.553mm，所述負月牙透鏡A-2和負月牙透鏡 A-3之間的空氣間隔是0.95mm，所述平凹透鏡A-2和雙凸透鏡A-3之間的空氣間隔是1.57mm ;所述后組B中的正月牙型透鏡B-1和膠合組之間的空氣間隔是
0.10mm，所述膠合組和雙凸透鏡B-4之間的空氣間隔是0.10mm。
[0015]本實用新型在光學(xué)設(shè)計時，對480nm~850nm的寬光譜范圍內(nèi)進行像差校正和平衡，使鏡頭在480nm~850nm的波長范圍內(nèi)都具有優(yōu)良的像質(zhì)，實現(xiàn)了寬光譜共焦。這樣鏡頭不僅能在白晝的光照環(huán)境下清晰成像，在夜間等極低照度環(huán)境下，通過紅外補光，也能進行清晰的成像。
[0016]為達到控制像差和畸變的目的，本實用新型在光學(xué)設(shè)計時，選用高折射、低色散的光學(xué)玻璃材料(例如H-FK61光學(xué)材料)，并通過計算機光學(xué)輔助設(shè)計和優(yōu)化來校正鏡頭的各種像差和畸變，使鏡頭實現(xiàn)高分辨率，并同時滿足大視場、低畸變的要求，更符合低畸變、高清晰度視頻攝像的要求，特別是適用于全景機攝像，能對畫質(zhì)起到很好的保證。
[0017]由上述鏡片組構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)達到了如下的光學(xué)指標:(1)焦距:f' =2.1mm ；(2)相對孔徑F=L 8 ; (3)視場角:2w≥140° (像方視場2η'≥Φ6πιπι) ; (4)畸變:< -23% ；(5)分辨率:可與200萬像素高分辨率CXD或CMOS攝像機適配適配；(6)光路總長Σ ^ 23mm,光學(xué)后截距I’ > 5.4mm ； (7)適用譜線范圍:480nnT850nm。
[0018]如圖2所示，該鏡頭的前組A、光闌C以及后組B依次安裝在主鏡筒I內(nèi)，所述負月牙型透鏡A-1由前壓圈2壓住，限制產(chǎn)品內(nèi)部元件自由度，保證了鏡片組整體裝配的固定性和穩(wěn)定性；所述負月牙透鏡A-2和負月牙透鏡A-3之間設(shè)置有BC隔圈3，保證了二者之間的空氣間隔及其光軸裝配；所述負月牙透鏡A-3和正月牙型透鏡B-1之間依次設(shè)置有CD隔圈4和⑶間隔紙5，保證了二者之間的空氣間隔及其光軸裝配；所述正月牙型透鏡B-1和雙凸透鏡B-2之間設(shè)置有DE隔圈6，保證了二者之間的空氣間隔及其光軸裝配；所述負月牙型透鏡B-3和雙凸透鏡B-4之間設(shè)置有FG隔圈7，保證了二者之間的空氣間隔及其光軸裝配，所述雙凸透鏡B-4由主鏡筒I的內(nèi)凸緣定位。
[0019]本實用新型的主鏡筒I是一次裝夾加工成型的，能很好地保證主鏡筒I各孔的同軸度，同時嚴格控制各個內(nèi)孔與鏡片之間的配合尺寸；而且要嚴格保證各個鏡片和隔圈的垂直度及平行度，同時對隔圈的毛刺、尖角進行嚴格管控，保證各個鏡片之間的空氣間隔及同軸度。再通過各個隔圈進行攔光，控制雜散光的進入。同時嚴格控制隔圈、主鏡筒I內(nèi)壁的光澤度，及主鏡筒I后端進行倒角，達到控制鏡頭眩光的目的。
[0020]本實用新型結(jié)構(gòu)輕巧，滿足總體體積小的原則，且可采用數(shù)控加工工藝，保證其精度的準確性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，為保證鏡頭的各項光學(xué)性能，采用數(shù)控精密加工工藝，嚴格控制鏡頭的同心度、精度和軸向位置的準確性，同時盡量對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使其緊湊小巧(整體尺寸Φ18_χ 17.6mm),輕便,能適用于結(jié)構(gòu)更加緊湊的場合，比如小型的球機等,適用范圍廣。
[0021]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實用新型的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種大視場低畸變微型攝像鏡頭，其特征在于:所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)中沿光線自左向右入射方向依次設(shè)有光焦度為負的前組A、光闌C以及光焦度為正的后組B，所述前組A依次設(shè)有負月牙型透鏡A-1、平凹透鏡A-2以及雙凸透鏡A-3，其焦距f a=-6.31mm ;所述后組B依次設(shè)有正月牙型透鏡B-1、由雙凸透鏡B-2和負月牙型透鏡B-3密接的膠合組以及雙凸透鏡B-4，其焦距f b=3.55mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大視場低畸變微型攝像鏡頭，其特征在于:所述前組A和后組B之間的空氣間隔是0.652-0.662mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大視場低畸變微型攝像鏡頭，其特征在于:所述前組A中的負月牙型透鏡A-1和平凹透鏡A-2之間的空氣間隔是2.533-2.553mm，所述負月牙透鏡A-2和負月牙透鏡A-3之間的空氣間隔是0.95mm,所述平凹透鏡A-2和雙凸透鏡A-3之間的空氣間隔是1.57mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大視場低畸變微型攝像鏡頭，其特征在于:所述后組B中的正月牙型透鏡B-1和膠合組之間的空氣間隔是0.10mm，所述膠合組和雙凸透鏡B-4之間的空氣間隔是0.10mm。
【文檔編號】G02B13/06GK203825276SQ201420166130
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】鄭錦彬, 劉輝, 劉任重, 王躍平 申請人:福建福光數(shù)碼科技有限公司